1.Web與Gin基礎(chǔ)

1.1 Web基礎(chǔ)

? ? Web是基于互聯(lián)網(wǎng)的信息系統(tǒng)，允許用戶通過瀏覽器訪問、瀏覽和分享內(nèi)容。它也是互聯(lián)網(wǎng)的一部分，通過使用HTTP協(xié)議或HTTPS來實現(xiàn)。

1.1.1 Web 原理簡介

? ? 用戶打開瀏覽器，輸入網(wǎng)址(URL)并訪問后，瀏覽器中就會顯示相應(yīng)的內(nèi)容，基本流程如下所示：

0101-Web基本工作原理.png

1.1.2 HTTP簡介

? ? HTTP(Hyper Text Transfer Protocol，超文本傳輸協(xié)議)，是一種無狀態(tài)且由文本構(gòu)成的一種基于請求-響應(yīng)模型的協(xié)議，工作在應(yīng)用層。

? ? HTTP使用客戶端-服務(wù)端架構(gòu)。在日常使用中，瀏覽器充當客戶端，主要與網(wǎng)站服務(wù)器進行通信。在HTTP傳輸過程中，客戶端總是通過建立一個連接，再發(fā)送一個HTTP請求。服務(wù)器不能主動與客戶端聯(lián)系，客戶端和服務(wù)端都可以提前中斷一個連接。如下所示：

0102-HTTP請求響應(yīng)示意圖.png

HTTP是無狀態(tài)的，同一個客戶端的某次請求和上次請求是沒有對應(yīng)關(guān)系的，HTTP服務(wù)器端也并不知道這兩次請求是否來自于同一客戶端。為解決這個問題，Web程序引入Cookie來維護連接的可持續(xù)性狀態(tài)。

1.1.2.1 URI/URL/URN

• URI(Uniform Resouce Identifier,統(tǒng)一資源標識符)：用來標識資源身份
• URL(Uniform Resouce Locator,統(tǒng)一資源定位符)：URI的一種，用于描述資源的位置和訪問方式
• URN(Uniform Resouce Name,統(tǒng)一資源名)：URI的一種，用于描述資源的名稱，但不指明其位置

? ? 通過URL告訴我們資源在哪里，URN告訴我們資源是什么

1.URI

? ? URI表示的是Web上一種可用的資源。文檔、圖片、視頻等，都是由一個URI來標識。URI通常由三部分組成：

• 資源的訪問機制
• 存放資源的主機名
• 資源自身的名稱

例如：https://www.surpass.net/user/userinfo.html，則可以這樣理解

• 這是一個可以通過https來訪問的資源
• 資源的位置在 www.surpass.net上面
• 通過/user/userinfo.html可以對該資源進行唯一標識

2.URL

? ? URL用于描述網(wǎng)絡(luò)上的資源。URL是URI的一個子集，是URI概念的一種實現(xiàn)方式。通俗來講，URL是互聯(lián)網(wǎng)上描述資源的字符串，主要用在客戶端和服務(wù)端程序上面。URL使用一種統(tǒng)一的格式來描述各種資源，包含文件、服務(wù)器地址和目錄等，格式一般如下所示：

scheme://[username:][passwd@]host[:port]/path/...[?query][#anchor]

其中[]中的內(nèi)容可以省略

3.URN

? ? URN是帶有名稱的網(wǎng)絡(luò)資源。其不依賴于資源的物理位置，因此即使資源的位置發(fā)生變化，URN仍然可以保持有效。

4.三者關(guān)系

? ? 通俗來講，URL和URN是URI的子集。URI屬于對URL的更高層次的抽象，是一種字符串文本標準。

1.1.2.2 HTTP請求

? ? HTTP 是一種基于請求-響應(yīng)協(xié)議，協(xié)議涉及的所有事情都以一個請求開始。其請求都是由一系列文本組成，如下所示：

• 請求行
• 0個或任意多個請求首部（header）
• 一行空白行
• 可選的報文主體（body）

? ? 示例如下所示：

GET /sample.html HTTP/1.1
Host: www.surpassme.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/129.0.0.0 Safari/537.36
<空白行>
<請求報文主體>

請求行中第一個單詞為請求方法，后面為統(tǒng)一資源標識符（URI:Uniform Resource Identifier）以及所用到的HTTP 版本。

1.1.2.2.1 HTTP請求方法

? ? 請求方法是請求行中第一個單詞，用以指明客戶端想要對資源執(zhí)行的操作。目前常用的方法如下所示 ：

1.1.2.2.2 HTTP請求首部

? ? HTTP 請求方法定義了客戶端想要執(zhí)行的動作，請求首部則記錄了與請求本身相關(guān)的客戶端相關(guān)信息。請求的首部由任意多個使用冒號分隔的純文本鍵值對組成，最后以回車（CR）和換行（LF）結(jié)尾。

大多數(shù)HTTP請求首部都是可選的，而Host首部是HTTP 1.1 唯一強制要求的首部。根據(jù)請求方法的不同，若請求的報文中包含有可選的主體，那么請求的首部還需要攜帶Content-Length和Transfer-Encoding字段。

? ? 常見的首部如下所示：

1.1.2.3 HTTP響應(yīng)

? ? HTTP響應(yīng)報文是對HTTP請求報文的回復(fù)。與HTTP請求一樣，也是由一系列文本行組成，如下所示:

• 一個狀態(tài)行
• 0個或任意數(shù)量的響應(yīng)首部
• 一行空白行
• 可選的報文主體

? ? 示例如下所示：

HTTP/1.1 200 OK
Date: Sat, 12 Oct 2024 04:06:59 GMT
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Content-Encoding: gzip
<空白行>
<響應(yīng)報文主體>

HTTP響應(yīng)的第一行為狀態(tài)行，包含一個狀態(tài)碼和相應(yīng)的原因短語。

1.1.2.3.1 HTTP響應(yīng)狀態(tài)碼

? ? HTTP響應(yīng)中狀態(tài)碼表明了響應(yīng)類型，其常見的狀態(tài)碼如下所示：

1.1.2.3.2 HTTP響應(yīng)首部

? ? 響應(yīng)首部與請求首部一樣，都是由冒號分隔的純文本鍵值對，并且同樣以回車(CR)和換行(LF)結(jié)尾。通過響應(yīng)首部向客戶端傳達更多與響應(yīng)相關(guān)和服務(wù)器的相關(guān)信息。常見的響應(yīng)首部如下所示：

1.1.2.4 HTTP 2 簡介

? ? HTTP自創(chuàng)建以來經(jīng)歷了多個版本的發(fā)展，分別是HTTP 0.9、HTTP 1.0、HTTP 1.1、HTTP 2、HTTP 3。目前使用最多的是HTTP 1.1 和 HTTP 2。

? ? HTTP 2 優(yōu)化了性能、而且兼容HTTP 1.1的語義，但也與HTTP 1.1 有一些區(qū)別。比如，它不是文本協(xié)議，而是二進制協(xié)議，而且HTTP頭部信息使用HPACK進行壓縮，支持多路復(fù)用、服務(wù)器推送等功能。

? ? 相比于HTTP 1.1，HTTP 2新增了頭部信息壓縮及推送功能，提高了傳輸效率。

• 頭部信息壓縮：在HTTP 1.1 中，每次發(fā)送請求和返回響應(yīng)，HTTP頭部信息都必須是完整，且頭部信息中有很多內(nèi)容，都是以字符串形式保存的，這樣會占用較大的帶寬。HTTP 2 對頭部信息進行壓縮，可以有效減少占用帶寬。
• 推送功能：在HTTP 2 之前，只能是客戶端發(fā)送請求，服務(wù)端返回響應(yīng)?？蛻舳耸侵鲃臃?，服務(wù)端永遠是被動方。而在HTTP 2中有了的推送功能，即服務(wù)端可以主動向客戶端發(fā)送一些請求。

0103-HTTP2新增功能.png

1.1.3 Web 程序組成

? ? Web 程序是通過調(diào)用解釋引擎來處理動態(tài)內(nèi)容的。而解釋器引擎是一種用于執(zhí)行源碼或腳本的計算機程序，它逐行讀取和分析代碼，并即時執(zhí)行其中的指令，而不是將整體代碼先編譯成機器語言再運行。解釋引擎通常由 處理器(handler) 和 模板引擎(Template Engine) 組成，其中處理器負責(zé)接收來自客戶端的HTTP請求執(zhí)行邏輯，模板引擎負責(zé)生成動態(tài)網(wǎng)頁內(nèi)容，如下所示：

0104-處理器和模板引擎.png

1.1.3.1 處理器

? ? 在Web程序中，處理器是核心組件，負責(zé)接收和處理客戶端發(fā)來的HTTP請求。通常，處理器會先解析請求的路由(Route)，將URL映射到相應(yīng)的控制器(Controller)，控制器根據(jù)請求，可能會訪問模型(Model)來獲取或修改數(shù)據(jù)，然后調(diào)用模板引擎生成相應(yīng)的視圖(View)。最后處理器將生成的視圖通過HTTP響應(yīng)返回給客戶端。這種模型屬于MVC模型，各個功能如下所示：

• 模型負責(zé)處理與業(yè)務(wù)邏輯相關(guān)的數(shù)據(jù)，并可直接訪問數(shù)據(jù)庫
• 視圖負責(zé)展示數(shù)據(jù)，一般不包含業(yè)務(wù)邏輯，僅用于呈現(xiàn)內(nèi)容
• 控制器負責(zé)協(xié)調(diào)模型與視圖，處理用戶請求并更新數(shù)據(jù)或顯示相應(yīng)的頁面

? ? 三者關(guān)系如下所示：

0105-MVC模型.png

MVC模型是一種長期編程經(jīng)驗的總結(jié)，并不是唯一的模型，實踐中采用什么模型，需要根據(jù)具體的場景來決定。

1.1.3.2 模板引擎

? ? 模板引擎是為了使用戶界面和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分離而產(chǎn)生的。它可以生成特定格式的文檔，以便將模板(template)和數(shù)據(jù)(data)組合在一超，最終生成HTML文檔。

0106-模板引擎.png

? ? 模板引擎有多種類型，最簡單的為置換型模板引擎。這種模板引擎通過將模板中的特定標記替換為實際數(shù)據(jù)，生成最終內(nèi)容。雖然實現(xiàn)起來非常簡單，但效率較低，難以滿足高流量的網(wǎng)站需求。

? ? 為提高性能，后續(xù)還出現(xiàn)了解釋型和編譯型的模板引擎。這些模板引擎不僅能更高效的生成內(nèi)容，還能支持更復(fù)雜的邏輯和功能。模板引擎的主要優(yōu)勢在于將網(wǎng)站的界面與數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)代碼和邏輯代碼分離。大大提高了開發(fā)效率。它使得代碼的復(fù)用更容易。同時將前端頁面與業(yè)務(wù)邏輯分離，便于代碼的維護、閱讀。

1.2 Gin

1.2.1 Gin簡介

? ? Gin是Go語言中一個Web框架，輕量、快速且易于使用。通過其提供的庫和工具，可以快速構(gòu)建Web程序。Gin官網(wǎng)地址：https://gin-gonic.com/

0107-Gin特點.png

1.2.2 Gin庫和工具

? ? Gin是基于Go語言標準庫構(gòu)建的Web框架，提供了一系列額外的庫和工具，使開發(fā)Web程序和API更加方便。常見的Gin庫和工具如下所示：

• gin-gonic/gin:提供核心功能，如路由管理、中間件和請求處理，是構(gòu)建Web程序和API的基礎(chǔ)
• gin-gonic/contrib/cache:用于緩存Gin路由響應(yīng)的庫，可提升性能
• gin-gonic/gin-testutil:Gin測試工具，方便編寫單元測試
• gin-gonic/gin-jwt:用于支持JWT(JSON Web Token)身份驗證的中間件庫
• swaggo/gin-swagger:能夠根據(jù)OpenAPI規(guī)范自動生成API文檔
• gin-contrib:附加中間件和實用工具的集合，支持身份驗證、速率限制和跨域(CORS)等功能

1.2.3 Gin優(yōu)勢

? ? 使用Gin進行 Web 開發(fā)的優(yōu)勢如下所示：

• 快速：Gin是專為高性能而設(shè)計，專注于提升開發(fā)速度和使用最少的內(nèi)存空間
• 輕量級：不會給開發(fā)者的程序增加不必要的開銷，使其易于開發(fā)和部署
• 易于使用：具有最簡單直觀的API，更易于使用
• 靈活性強：可以輕松地進行自定義以滿足特定的需求，例如添加中間件，使用不同的路由等
• 社區(qū)活躍：社區(qū)提供資源，以幫助開發(fā)者構(gòu)建更好的Web程序

1.2.4 Gin架構(gòu)

? ? Gin 將程序分為三個相互關(guān)聯(lián)的組件：模型、視圖和控制器。

• 模型：負責(zé)程序的數(shù)據(jù)傳輸和業(yè)務(wù)邏輯。在Gin中，模型通常由結(jié)構(gòu)體或接口表示，用于處理數(shù)據(jù)存儲等操作
• 視圖：負責(zé)展示用戶界面或呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。在Gin，視圖通過HTML模板或其他模板引擎生成，向用戶展示結(jié)果
• 控制器：負責(zé)處理用戶請求，與模型交互并生成響應(yīng)。在Gin，控制器通常是路由處理程序，定義如何根據(jù)用戶請求執(zhí)行相應(yīng)的操作并返回結(jié)果。

? ? HTTP服務(wù)器監(jiān)聽傳入的請求并將它們傳遞給路由器，路由器將每個請求映射到適當?shù)恼埱筇幚沓绦?，請求處理程序處理請求，與模型交互、并生成響應(yīng)。

1.2.5 示例

? ? Gin安裝命令如下所示：

go get -u github.com/gin-gonic/gin

? ? 示例代碼如下所示：

package main

import "github.com/gin-gonic/gin"

func hello(c *gin.Context) {
    c.JSON(200, gin.H{
        "message": "Hello world",
    })
}

func main() {

    r := gin.Default()
    r.GET("/hello", hello)
    
    // 默認監(jiān)聽0.0.0.0:8080
    r.Run()
}

? ? 在瀏覽器中訪問地址 http://127.0.0.1:8080/hello ，返回結(jié)果如下所示：

0108-首個Gin示例.png